ES2355715T5

ES2355715T5 - Recipiente de paredes delgadas

Info

Publication number: ES2355715T5
Application number: ES03008634T
Authority: ES
Inventors: Gérard Denis; Alain Contal
Original assignee: Nestle Waters Management & Tech; Nestle Waters Management and Technology SAS
Current assignee: Nestle Waters Management & Tech; Nestle Waters Management and Technology SAS
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2019-10-22
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: PT1468930E; TW200513411A; CO5660282A2; HRP20050888A2; ATE492482T1; MY140356A; ES2355715T3; AR046486A1; ZA200509180B; PL204874B1; US20130213922A1; US20060261027A1; BRPI0409323A; BRPI0409323B1; MXPA05010983A; EP1468930B1; OA13118A; JP2006523580A; WO2004092029A1; CA2521310C

Description

DESCRIPCIÓN

Recipiente de paredes delgadas

La presente invención se refiere al ámbito del envasado de productos fluidos, por ejemplo productos líquidos o pastosos, en especial al de los recipientes destinados a contener bebidas y, más en especial, agua mineral.

En el ámbito del envasado de agua potable, lo normal es emplear envases semirrígidos, fabricados con sustancias sintéticas, también conocidas como plásticos, por ejemplo el PET (poli(tereftalato de etileno)), PP (polipropileno), HDPE (polietileno de alta densidad), etc. Estos envases se fabrican normalmente en forma de botellas, cuyas capacidades, por lo menos en Francia, se sitúan en la mayoría de casos entre 25 cl y 1,5 litros o incluso 2 litros. Los volúmenes mayores son relativamente poco frecuentes, en especial teniendo en cuenta su peso.

La verdad es que se conocen también recipientes de PET biorientado, de forma cilíndrica o de sección transversal rectangular, cuyo volumen estándar se suele situar en 5 litros o más. En el documento JP 2001/122237 se describe una botella fabricada con PET, cuyas paredes presentan porciones en las que el grosor es inferior a 100 micras. Sin embargo, la resistencia mecánica de tales recipientes suele ser baja en relación con el peso de material sintético empleado, dicho peso es por tanto más elevado y, en consecuencia, poco económico. A título ilustrativo, debido a las propiedades mecánicas modestas, una garrafa de 5 litros requiere por lo menos 75 g de PET para la versión cilíndrica o por lo menos 100 g para una garrafa estándar de sección transversal rectangular. Para mejorar las propiedades mecánicas de tales recipientes en su conjunto, en especial en lo concerniente a su resistencia mecánica al aplastamiento en sentido vertical, los recipientes que actualmente se comercializan tienen grosores de pared que son significativamente mayores y presentan estructuras de refuerzo (abombamientos, nervaduras (resaltes) que confieren rigidez, etc.), lo cual sigue aumentando el peso total de dichos envases, su complejidad y por tanto el coste de su fabricación.

Ya existen algunas soluciones para proporcionar al consumidor recipientes de paredes menos gruesas y, por tanto, que contienen menos material. Las patentes DE 19500006 y JP 10007121 se refieren a envases que permiten en primer lugar garantizar el vaciado completo y disminuir el volumen de material de desecho y por otro lado garantizar la posición vertical y una geometría compacta. En este caso es el polietileno, que se procesa por extrusión y moldeo por soplado. En este caso, la masa soplada para fabricar el recipiente no permite que el recipiente final alcance un volumen grande.

La presente invención pretende aliviar los inconvenientes de los recipientes ya conocidos y tiene como objetivo desarrollar un recipiente para un producto fluido, que, para el mismo volumen, requiera menos plástico que un recipiente estándar, pero al mismo tiempo que tenga propiedades mecánicas similares o mejores.

El objeto de la presente invención es un recipiente fabricado con PET semicristalino con arreglo a las características definidas en la reivindicación 1 adjunta.

PET semicristalino significa en la presente descripción un PET que tiene una cristalinidad comprendida entre el 10 y el 60 %. Con mayor preferencia, la cristalinidad está comprendida entre el 20 y el 40 %.

Según una característica de la invención, la proporción entre S2 y S1 está comprendida entre 1:2 y 1:15. No hay ningún producto en el mercado y tampoco en los documentos citados que mencione la proporción recién indicada cuando el grosor de pared es bajo. Cuando se procesa un material plástico, por ejemplo el PET, por moldeo de soplado, no está claro que se alcance la proporción recién indicada manteniendo al mismo tiempo la buena integridad del recipiente. Además, cuando el recipiente según la invención está lleno, es prácticamente indeformable, a diferencia de las botellas convencionales fabricadas con el mismo material.

El recipiente de la invención tiene la zona destinada a cogerse con la mano sustancialmente en la parte central de su cuerpo y esta zona tiene un diámetro S3 que es menor que S1. Según la invención, la proporción entre el diámetro mayor S1 y el diámetro menor S3 se sitúa entre 1,2:1 y 2:1. Cuando está lleno de producto, el recipiente es sustancialmente incompresible con la mano.

Esta incompresibilidad se observa en todos los tipos de productos, también en los productos no gasificados. En la presente descripción, incompresible significa que, cuando se ejerce presión sobre el recipiente, este se deforma muy poco y vuelve a recuperar su forma original. En cambio, una botella convencional se abombaría y deformaría.

Según una característica de la invención, el recipiente lleva en su cara exterior una impresión realizada con un tampón (almohadilla). La ventaja de esta solución es que permite prescindir del papel pegado alrededor del recipiente.

El volumen del recipiente empleado según la invención puede tener cualquier capacidad comprendida entre 20 cl y 20 l. El recipiente se destina a contener cualquier tipo de producto, por ejemplo productos pastosos, líquidos, semilíquidos, granulados o pulverulentos. Se entiende por producto líquido el agua o cualquier bebida líquida estancada, en especial las aguas minerales estancadas, el agua que lleva gas carbónico o las bebidas líquidas que llevan gas carbónico, en especial el agua mineral con gas. Son también posibles otros productos líquidos, por ejemplo productos químicos, aceites, esencias, perfumes, productos farmacéuticos. Se entiende por producto pastoso cualquier producto alimentario o no alimentario, por ejemplo la mayonesa, cualquier compuesto cosmético y similares.

Los medios empleados para cerrar la botella son un tapón o una membrana de sellado. Los tapones pueden emplearse para cualquier diámetro de abertura del cuello. En cambio, las membranas selladas son preferidas para diámetros de cuello pequeños, por ejemplo en torno a 10 mm. En este caso, el recipiente puede soportar compresiones elevadas, por ejemplo durante el almacenaje y el transporte. Para los diámetros en torno a 10 mm, el recipiente puede soportar una presión interna del orden de 5 bares. También es posible cerrar el recipiente sellando o soldando el cuello, en tal caso para abrirlo será necesario un objeto cortante o similar.

El recipiente según la invención, vacío o lleno, puede almacenarse, pues, de modo estable, es decir, puede mantener su forma original de fabricación en posición vertical (cuello en la parte superior) dejándolo que descanse por ejemplo sobre un fondo plano predefinido (recipiente vacío) o sobre el fondo convexo existente originalmente en el momento de la fabricación, que se deforma localmente en una superficie constante bajo el peso del contenido adoptando una forma no plana (cóncava) que constituye la base y que es suficientemente estable para dicho recipiente lleno.

Como alternativa, el fondo puede proporcionarse para ello, en el momento de la fabricación, con una zona plana (una parte plana o aproximadamente), que se forma previamente.

El recipiente tiene en su conjunto una geometría ovoide o sustancialmente ovoide. Esta forma natural derivada del huevo constituye una estructura, cuya resistencia a las cargas verticales y/o transversales es óptima, lo cual, para un volumen y una cantidad de material determinados, permite conseguir propiedades mecánicas que son equivalentes o incluso mejores que las de las formas cilíndricas o aproximadamente cilíndricas, que son las que se suelen encontrar habitualmente en este sector.

Según otra característica, el plástico empleado para formar la pared o paredes es un plástico semicristalino, que tiene una velocidad lenta de cristalización, una temperatura de transición vítrea (T ^g ) situada en 70°C o superior y una temperatura de cristalización Tc en torno a 140°C.

Se entiende por velocidad lenta de cristalización la velocidad que permite obtener un estado amorfo si el enfriamiento es rápido.

El plástico empleado para formar la pared o paredes es el PET (poli(tereftalato de etileno)). Ya se ha advertido que el estirado del PET no tiene influencia negativa en las propiedades barrera frente al agua que tendrá el recipiente fabricado y además que un grosor en torno a 50 pm y menos garantiza una buena seguridad del recipiente en sí mismo y del almacenaje.

Con el fin de garantizar no solo la flexibilidad requerida para la deformación antes mencionada, sino también una resistencia mecánica suficiente, el recipiente según la invención se caracteriza además porque el grosor de la pared o paredes que forman el cuerpo del recipiente se sitúa entre 30 pm y 100 pm, con preferencia entre 50 pm y 70 pm. Tal como se ha mencionado antes, en el cuerpo de dicho recipiente pueden proporcionar zonas o porciones pequeñas de pared más gruesa, en especial en la proximidad inmediata del cuello y/o del fondo, de modo que estas zonas se refuercen localmente. Tales refuerzos pueden ser útiles en particular para facilitar el llenado de dichos recipientes o para aumentar su estabilidad durante el almacenaje. El recipiente se caracteriza además porque el cuerpo y el cuello del recipiente se fabrican como una sola pieza. Esto permite evitar la presencia de líneas de unión o de soldadura, que constituirían una zona de mayor debilidad.

Obviamente, según otra propiedad, el recipiente según la invención se caracteriza porque tiene una gran resistencia a las cargas verticales y/o transversales, lo cual permite una buena resistencia al transporte. Por ejemplo, para un volumen útil de 5 litros, la cantidad de PET empleado para producir dicho recipiente es de aprox. 30 g cuando la resistencia a la carga vertical es de aprox. 65 kg. Esto equivale a un ahorro significativo de plástico, los pocos recipientes de 5 litros que actualmente están en el mercado requieren una cantidad de polímero que, para una resistencia mecánica similar, es dos veces mayor que la cantidad requerida para la fabricación de un recipiente según la presente invención. Cuando se emplean recipientes de volúmenes más pequeños, por ejemplo del orden de 33 cl, la cantidad de material plástico se sitúa en torno a 3-4 g, que es mucho menor si se compara con una botella de plástico del mismo volumen, en la que la cantidad de plástico es por lo menos de 12 g. Los recipientes de este tipo soportan una carga vertical de más de 100 kg. Que el recipiente soporta una carga vertical o transversal significa que el peso indicado no deteriora la integridad del envase, que no conduce a un riesgo de rotura de dicho recipiente.

Según otra forma de ejecución, el recipiente según la invención se caracteriza porque el cuerpo tiene un fondo, que presenta una parte plana o aproximadamente plana. Esta parte se fabrica aplicando los métodos habituales del ámbito de la fabricación de recipientes sintéticos (fondo plano con o sin nervaduras de refuerzo, fondo petaloide, etc.). Sin embargo, se puede prever que el fondo del recipiente según la invención esté formado únicamente por la pared en su forma original, la que resulta directamente del molde por soplado-estiramiento de la preforma correspondiente, es decir, sin una estructura, forma o nuevo moldeo especial adicional. En el caso de forma ovoide, el fondo será el de esta forma cóncava.

Esta forma simple permite además que el recipiente según la invención pueda utilizarse para rellenar o recargar radiadores de agua, para lo cual no es necesario un fondo plano, estas operaciones de rellenado normalmente se realizan insertando el recipiente, con la cabeza (cuello) para abajo, en el dispositivo de acomodo de dicho radiador de agua. Además, este tipo de geometría de superficie permite aumentar la zona de intercambio de calor entre dicho recipiente y el dispositivo de enfriamiento, que normalmente está presente en dichos radiadores de agua.

La curvatura del fondo puede posiblemente adoptar una forma algo plana en esta zona, de modo que el recipiente pueda almacenarse fácilmente en posición vertical sin inclinarse (caerse) hacia los lados. Para que tenga más estabilidad, el grosor de las paredes puede aumentarse ligeramente en dicho fondo (grosor del orden de 100 a 150 pm).

En otra forma alternativa, los recipientes según la invención pueden equiparse también con bases rígidas (ya conocidas de por sí) destinadas a acomodar un fondo no plano.

Según otra forma alternativa, el recipiente según la invención se caracteriza porque el cuello está dotado con un medio de cierre y/o distribución, producido en forma de un grifo de distribución que pueda accionarse con una mano.

Tales grifos de distribución, ya conocidos de por sí, permiten con ventaja la distribución del producto fluido contenido en el recipiente, que puede regularse de modo especialmente conveniente, por ejemplo cuando este recipiente está almacenado en posición horizontal sobre las bandejas del frigorífico, mientras la otra mano sujeta el recipiente al que se pretende verter el producto fluido, por ejemplo con la intención de consumirlo seguidamente.

Dada su naturaleza flexible, la geometría del recipiente puede adaptarse con mayor facilidad al lugar del almacenaje, a diferencia de los envases rígidos que se emplean actualmente, que exigen que se respeten estrictamente las dimensiones especificadas con el fin de que puedan almacenarse en espacios restringidos, por ejemplo los compartimentos interiores del frigorífico. Además, el espacio que queda libre cuando se vacía el recipiente según la invención puede aprovecharse para almacenar objetos, cuya forma o tamaño pueden variar, lo cual no es posible en el caso de recipientes rígidos, en los que el volumen de líquido que se vacía se reemplaza sistemáticamente por aire. En este tipo de recipiente, el volumen ocupado inicialmente por el líquido continúa estando ocupado por el aire hasta que el recipiente vacío se saca del frigorífico.

Otro objeto de la presente invención es el uso del recipiente para recipiente de gran capacidad, por lo menos de 5 litros, destinado a contener agua o un líquido de bebida no gasificado, en especial agua mineral no carbónica. Otro objeto de la presente invención es el uso del recipiente según la invención para recipiente de gran capacidad, por lo menos de 5 litros, destinado a contener agua carbónica o una bebida líquida carbónica, en especial agua mineral con gas.

Obviamente, los recipientes de la presente invención no están limitados a los de fondo plano ni a las aguas minerales carbónicas, sino que están destinados a contener todo tipo de productos fluidos, comestibles o no comestibles, líquidos potables o no potables, de densidad mayor o menor que, por ejemplo, los zumos de frutas, las bebidas de base láctica, etc. y también salsas o condimentos (salsa de tomate o kétchup, mostaza, aderezos, etc.) o líquidos no alimentarios (agua desionizada, productos de limpieza, detergentes, etc.).

Un conjunto de envase puede estar compuesto por:

- un recipiente que tenga un cuerpo formado por una pared o paredes de diámetro superior a S1 y por lo menos un cuello de diámetro S2, dicho recipiente se fabrica con PET semicristalino y tiene grosores de pared inferior a 100 pm, sustancialmente en la parte central de su cuerpo,

- un producto que contenga un componente funcional y

- medios de cierre para cerrar o distribuir el producto cuando sale del cuello.

Este conjunto es pasteurizable.

El componente funcional se elige entre el grupo formado por las fibras, extractos vegetales, extractos de frutas, vitaminas y aromas. El conjunto se pasteuriza o esteriliza a una temperatura superior a 60°C.

Un método para fabricar un cuerpo de recipiente según la invención, que consiste en moldear por soplado una preforma de PET de alto índice de estiramiento si se compara con el estiramiento clásico de las preformas. Si se compara con el soplado de las botellas de plástico, en el que la presión de soplado está comprendida entre 30 y 40 bares, según el proceso de fabricación de un recipiente según la invención es suficiente con soplar con una presión en torno a 3 o 4 veces menos. Esto reduce el coste del proceso y también de la máquina empleada para ello. En lo referente al índice de estiramiento, este dependerá del volumen del recipiente final. Por ejemplo, en el caso de un recipiente que tenga un volumen inferior a 100 cl, el índice de estiramiento se sitúa entre 100 y 300 cm. En el caso de un recipiente que tenga un volumen de 500 a 1000 cl, el índice de estiramiento se sitúa entre 500 y 700 cm. En el caso de un recipiente que tenga un volumen de 2000 cl o más, el índice de estiramiento se sitúa en torno y por encima de 1000 cm.

El índice de estiramiento se define del modo siguiente:

índice de estiramiento = volumen interior del recipiente estirado*_______________________________ x 1 volumen interior de la preforma antes del estiramiento f f = superficie interior del recipiente* (cirr1)

volumen interior del recipiente estirado*

* excluyendo el cuello

En las formas de ejecución de los recipientes según la invención, para volúmenes de 33 cl, 1 litro, 5 l, 10 l y 20 l, las diferentes proporciones entre S2 y S1 se sitúan entre 1:4,5 y 1:15.

Debido a la incompresibilidad del recipiente de la invención, no es necesario añadir estructuras de refuerzo. La consecuencia es que es posible tener formas simples, con la ventaja de que proporcionan transparencia y pureza. Esto es importante en especial para el consumidor en el caso de un recipiente de agua potable. Otra ventaja de este recipiente es que puede vaciarse sin que entre aire en su interior y esto reduce el riesgo de contaminación o de olores. Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción que sigue, facilitada a título ilustrativo y con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la figura 1 es una representación esquemática de la elevación lateral y del diámetro de una forma de ejecución de un recipiente que no forma parte de la invención, pero tiene fines ilustrativos,

la figura 2 es una sección transversal en la línea A-A de la figura 1 y

la figura 3 es una representación esquemática de la elevación lateral y del diámetro de un recipiente lleno, que no forma parte de la invención, que sirve para fines ilustrativos.

Se remite ante todo a las figuras 1 y 2 que muestra una representación esquemática de la elevación lateral y del diámetro de una forma de ejecución del recipiente.

En la forma de ejecución descrita y representada, el recipiente de un producto fluido, en especial de una bebida y en particular de agua mineral, consta esencialmente de un cuerpo 1 y por lo menos de un cuello 2, la pared o paredes 4 que forman el cuerpo 1 de dicho recipiente son de PET semicristalino. En la forma de ejecución de las figuras, el recipiente tiene un volumen de 25 cl y una proporción entre S2 y S1 de 1:7,1. La forma tridimensional compleja, idónea para el asimiento, se indica con el número 3 y está formada por una parte sustancialmente en el centro del cuerpo 1, que es restringida si se compara con el diámetro mayor S1 de la base de esta superficie denominada S3. En el ejemplo específico, la proporción entre S1 y S3 es de 1,3:1. El grosor de la pared 4 se sitúa en torno a 70 pm en la zona 3. Este grosor es mayor en la zona del cuello y en la zona del fondo 5. En estas zonas, el grosor se sitúa entre 100 y 120 pm.

En la figura 3 se representa un conjunto 9 que no forma parte de la invención, en el que el cuerpo 6 del recipiente tiene forma de huevo, con una pared 11 y un cuello 7 y un volumen de 33 cl. El cuello es la abertura que permite que el líquido fluya hacia el exterior. En la figura, el cuello 7 está cerrado con el medio de cierre 8, formado por un tapón roscado. El recipiente se ha llenado con agua 10 hasta el nivel indicado con la flecha A. El diámetro S2 representa el diámetro de la zona del cuello y el diámetro S1 representa el diámetro del cuerpo, en su parte más ancha. En el que caso presente, la proporción entre S2 y S1 es de 1:7,7 (10 mm:77 mm). El grosor de la pared del cuerpo es de 60 pm. Son posibles modificaciones, en especial desde el punto de vista de la construcción de los diversos elementos o de la sustitución por equivalentes técnicos, sin por ello apartarse del ámbito de protección de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un recipiente de una pieza, que tiene un cuerpo (1) formado por una pared o paredes que tienen un diámetro más grande S1 y por lo menos un cuello (2) de diámetro S2, el recipiente se fabrica con PET semicristalino, que tiene un grosor de pared inferior a 100 pm sustancialmente en la parte central de su cuerpo, caracterizado porque dicho recipiente tiene:

- una forma en general sustancialmente ovoide, y

- una forma tridimensional compleja (3), conveniente para el asimiento sustancialmente en la parte central del cuerpo, esta parte tiene un diámetro S3 inferior a S1, la proporción entre el diámetro mayor S1 y el diámetro menor S3 se sitúa entre 1,2:1 y 2:1.

2. Un recipiente según la reivindicación 1, que consta de una base que lo soporta en posición vertical.

3. Un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el grosor de pared de dicho recipiente, sustancialmente de dicha zona central del cuerpo está comprendido entre 30 y 70 pm.

4. Un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 3, en donde la proporción entre S2 y S1 está comprendida entre 1:2 y 1:15.

5. Un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, donde dicho recipiente lleva en su exterior una impresión realizada con un tampón (almohadilla).